PERENCANAAN STRUKTUR KOMPOSIT PADA GEDUNG PERKANTORAN 5 LANTAI DI SEMARANG - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

(1)

BAB II

STUDI LITERATUR

2.1. Tinjauan Umum

Pada tahap perencanaan struktur gedung perkantoran ini, perlu dilakukan studi literatur untuk mengetahui hubungan antara susunan fungsional gedung dengan sistem struktural yang akan digunakan, disamping juga untuk mengetahui dasar-dasar teorinya. Pada jenis struktur gedung tertentu, perencanaan sering kali diharuskan menggunakan suatu pola akibat dari syarat-syarat fungsional maupun strukturnya. Pola-pola yang dibentuk oleh konfigurasi fungsional akan berpengaruh secara implisit pada desain struktur yang digunakan. Hal ini merupakan salah satu faktor yang menentukan, misalnya pada situasi yang mengharuskan bentang ruang yang besar serta harus bebas kolom, sehingga akan menghasilkan beban yang harus dipikul oleh balok yang lebih besar pula.

Pada bab ini akan dijelaskan tentang tata cara dan langkah-langkah perhitungan struktur mulai dari struktur atas yang meliputi pelat, balok, kolom, tangga dan lift sampai dengan perhitungan struktur bawah yang terdiri dari pondasi tiang pancang. Studi literatur dimaksudkan agar dapat memperoleh hasil perencanaan yang optimal dan akurat. Oleh karena itu, dalam bab ini pula akan dibahas mengenai konsep pemilihan sistem struktur dan konsep perencanaan/desain struktur bangunannya, seperti konfigurasi denah dan pembebanan yang telah disesuaikan dengan syarat-syarat dasar perencanaan suatu gedung bertingkat yang berlaku di Indonesia sehingga diharapkan hasil yang akan diperoleh nantinya tidak akan menimbulkan kegagalan struktur.

2.2. Konsep Pemilihan Jenis Struktur

Pemilihan jenis struktur atas (upper structure) mempunyai hubungan yang erat dengan sistem fungsional gedung. Dalam proses desain struktur perlu dicari kedekatan antara jenis struktur dengan

(2)

masalah-masalah seperti arsitektural, efisiensi, service ability, kemudahan pelaksanaan dan juga biaya yang diperlukan. Adapun faktor yang menentukan dalam pemilihan jenis struktur sebagai berikut :

1. Aspek arsitektural

Aspek arsitektural dipertimbangkan berdasarkan kebutuhan jiwa manusia akan sesuatu yang indah. Bentuk-bentuk struktur yang direncanakan sudah semestinya mengacu pada pemenuhan kebutuhan yang dimaksud.

2. Aspek fungsional

Perencanaan struktur yang baik sangat memperhatikan fungsi daripada bangunan tersebut. Dalam kaitannya dengan penggunaan ruang, aspek fungsional sangat mempengaruhi besarnya dimensi bangunan yang direncanakan.

3. Kekuatan dan kestabilan struktur

Kekuatan dan kestabilan struktur mempunyai kaitan yang erat dengan kemampuan struktur untuk menerima beban-beban yang bekerja, baik beban vertikal maupun beban lateral, dan kestabilan struktur baik arah vertikal maupun lateral.

4. Faktor ekonomi dan kemudahan pelaksanaan

Biasanya dari suatu gedung dapat digunakan beberapa sistem struktur yang bisa digunakan, maka faktor ekonomi dan kemudahan pelaksanaan pengerjaan merupakan faktor yang mempengaruhi sistem struktur yang dipilih.

5. Faktor kemampuan struktur mengakomodasi sistem layan gedung Struktur harus mampu mendukung beban rancang secara aman tanpa kelebihan tegangan ataupun deformasi yang dalam batas yang dijinkan. Keselamatan adalah hal penting dalam perencanaan struktur gedung terutama dalam penanggulangan bahaya kebakaran, maka dilakukan usaha-usaha sebagai berikut :

• Perencanaan outlet yang memenuhi persyaratan

• Penggunaan material tahan api terutama untuk instalasi-instalasi penting

(3)

• Fasilitas penanggulangan api disetiap lantai

• Warning system terhadap api dan asap

• Pengaturan ventilasi yang memadai 6. Aspek lingkungan

Aspek lain yang ikut menentukan dalam perancangan dan pelaksanaan suatu proyek adalah aspek lingkungan. Dengan adanya suatu proyek yang diharapkan akan memperbaiki kondisi lingkungan dan kemasyarakatan. Sebagai contoh dalam perencanaan lokasi dan denah haruslah mempertimbangkan kondisi lingkungan apakah rencana kita nantinya akan menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan sekitar, baik secara fisik maupun kemasyarakatan, atau bahkan sebaliknya akan dapat menimbulkan dampak yang positif.

Sedangkan pemilihan jenis pondasi (sub structure) yang digunakan menurut Suyono (1984) didasarkan kepada beberapa pertimbangan, yaitu :

1. Keadaan tanah pondasi

Jenis tanah, daya dukung tanah, kedalaman tanah keras, dan beberapa hal yang menyangkut keadaan tanah erat kaitannya dengan jenis pondasi yang dipilih.

2. Batasan-batasan akibat konstruksi diatasnya

Keadaan struktur atas sangat mempengaruhi pemilihan jenis pondasi. hal ini meliputi kondisi beban (besar beban, arah beban dan penyebaran beban) dan sifat dinamis bangunan diatasnya (statis tertentu atau tak tertentu, kekakuan dan sebagainya).

3. Batasan-batasan dilingkungan sekelilingnya

Hal ini menyangkut lokasi proyek, pekerjaan pondasi tidak boleh mengganggu atau membahayakan bangunan dan lingkungan yang telah ada disekitarnya.

4. Waktu dan biaya pelaksanaan pekerjaan

Suatu proyek pembangunan akan sangat memperhatikan aspek waktu dan biaya pelaksanaan pekerjaan, karena hal ini sangat erat

(4)

hubungannya dengan tujuan pencapaian kondisi ekonomis dalam pembangunan.

2.2.1. Elemen-Elemen Struktur Utama

Pada perencanaan struktur gedung ini digunakan balok dan kolom sebagai elemen-elemen utama struktur. Balok dan kolom merupakan struktur yang dibentuk dengan cara meletakan elemen kaku horisontal diatas elemen kaku vertikal. Balok memikul beban secara tranversal dari panjangnya dan mentransfer beban tersebut ke kolom vertikal yang menumpunya. Kolom tersebut dibebani secara aksial oleh balok dan mentransfer beban itu ke tanah / pondasi.

2.2.2. Material / Bahan Struktur

Secara umum jenis-jenis material struktur yang biasa digunakan untuk bangunan gedung adalah sebagai berikut :

1. Strutur Baja (Steel Structure)

Struktur baja sangat tepat digunakan untuk bangunan bertingkat tinggi, karena material baja mempunyai kekuatan serta daktilitas yang tinggi apabila dibandingkan dengan material-material strutur lainnya. Di beberapa negara, struktur baja tidak banyak dipergunakan untuk struktur bangunan rendah dan menengah, karena ditinjau dari segi biaya, penggunaan material baja untuk bangunan ini dianggap tidak ekonomis.

2. Struktur Komposit (Composite Structure)

Struktur komposit merupakan struktur gabungan yang terdiri dari dua jenis material atau lebih. Umumnya strutur komposit yang sering dipergunakan adalah kombinasi antara baja struktural dengan beton bertulang. Struktur komposit ini memiliki perilaku diantara struktur baja dan struktur beton bertulang, digunakan untuk struktur bangunan menengah sampai tinggi .

(5)

Struktur kayu merupakan struktur dengan ketahanan cukup baik terhadap pengaruh gempa, dan mempunyai harga yang ekonomis. Kelemahan daripada struktur kayu ini adalah tidak tahan terhadap kebakaran dan digunakan pada struktur bangunan tingkat rendah.

4. Struktur Beton Bertulang Cor Di Tempat (Cast In Situ reinforced Concrete structure)

Struktur beton bertulang ini banyak digunakan untuk struktur bangunan tingkat menengah sampai tinggi. Struktur ini paling banyak digunakan dibandingkan dengan struktur lainnya.

5. Struktur Beton Pracetak (Precast Concrete Structure)

Merupakan struktur beton yang dibuat dengan elemen-elemen struktural yang terbuat dari elemen pracetak. Umumnya digunakan pada struktur bangunan tingkat rendah sampai menengah. Kelemahan struktur ini adalah kurang monolit, sehingga ketahananya terhadap gempa kurang baik.

6. Struktur Beton Prategang (Prestress Concrete Structure)

Penggunaan sistem prategang pada elemen sturktural akan berakibat kurang menguntungkan pada kemampuan berdeformasi daripada struktur dan akan mempengaruhi karakteristik respon terhadap gempa. Struktur ini digunakan pada bangunan tingkat rendah sampai menengah. Sistem prategang yang digunakan ada dua cara, yaitu :

Sistem Post-Tensioning

Pada sistem ini beton dicor ditempat, kemudian setelah mencapai kekuatan 80% f’c diberi gaya prategang. Biasanya untuk lantai dan balok.

Sistem Pre-Tensioning

Pada sistem ini beton telah dicetak dan sebelumya diberi gaya prategang di pabrik dan kemudian dipasang di lokasi. Sistem ini biasa digunakan untuk komponen balok, pelat dan tangga.

(6)

2.3. Konsep Desain / Perencanaan Struktur

Konsep tersebut merupakan dasar teori perencanaan dan perhitungan struktur, yang meliputi desain terhadap beban lateral (gempa), denah dan konfigurasi bangunan, pemilihan material, konsep pembebanan, faktor reduksi terhadap kekuatan bahan, konsep perencanaan struktur atas dan struktur bawah, serta sistem pelaksanaan.

2.3.1. Desain Terhadap Beban Lateral (Gempa)

Dalam mendesain struktur, kestabilan lateral adalah hal terpenting karena gaya lateral mempengaruhi desain elemen - elemen vertikal dan horisontal struktur. Mekanisme dasar untuk menjamin kestabilan lateral diperoleh dengan menggunakan hubungan kaku untuk memperoleh bidang geser kaku yang dapat memikul beban lateral.

Beban lateral yang paling berpengaruh terhadap struktur adalah beban gempa dimana efek dinamisnya menjadikan analisisnya lebih kompleks. Tinjauan ini dilakukan untuk mengetahui metode analisis, pemilihan metode dan kritena dasar perancangannya.

A. Metode Analisis Struktur Terhadap Beban Gempa

Metode analisis yang dapat digunakan untuk memperhitungkan pengaruh beban gempa terhadap struktur adalah sebagai berikut:

1. Metode Analisis Statis

Merupakan analisis sederhana untuk menentukan pengaruh gempa tetapi hanya digunakan pada banguan sederhana dan simetris, penyebaran kekakuan massa menerus, dan ketinggian tingkat kurang dari 40 meter.

Analisis statis prinsipnya menggantikan beban gempa dengan gaya - gaya statis ekivalen bertujuan menyederhankan dan memudahkan perhitungan, dan disebut Metode Gaya Lateral Ekivalen (Equivalent

Lateral orce Method), yang mengasumsikan gaya gempa besarnya

berdasar basil perkalian suatu konstanta / massa dan elemen struktur tersebut.

(7)

2. Metode Analisis Dinamis

Analisis Dinamis dilakukan untuk evaluasi yang akurat dan mengetahui perilaku struktur akibat pengaruh gempa yang sifatnya berulang. Analisis dinamik perlu dilakukan pada struktur-struktur bangunan dengan karakteristik sebagai berikut:

• Gedung - gedung dengan konfiguarasi struktur sangat tidak beraturan

• Gedung - gedung dengan loncatan - loncatan bidang muka yang besar

• Gedung - gedung dengan kekakuan tingkat yang tidak merata

• Gedung - gedung dengan yang tingginya lebih dan 40 meter

Metode ini ada dua jenis yaitu Analisis Respon Dinamik Riwayat Waktu (Time Histoiy Analysis) yang memerlukan rekaman percepatan gempa rencana dan Analisis Ragam Spektrum Respon (Spectrum

Modal Analysis) dimana respon maksimum dan tiap ragam getar yang

terjadi didapat dan Spektrum Respon Rencana (Design Spectra).

B. Pemilihan Cara Analisis

Pemilihan metoda analisis untuk perencanaan struktur gedung tahan gempa, ditentukan berdasarkan konfigurasi struktur dan fungsi bangunan yang berkaitan dengan tanah dasar dan wilayah kegempaan.

1. Perancangan struktur bangunan yang kecil dan tidak bertingkat serta elemen-elemen non struktural, tidak diperlukan adanya analisa terhadap pengaruh beban gempa.

2. Perancangan beban gempa untuk bangunan yang berukuran sedang dapat menggunakan analisa beban statik ekivalen. Hal ini disarankan untuk memeriksa gaya-gaya gempa yang bekerja pada struktur dengan menggunakan desain yang sesuai dengan kondisi struktur.

3. Perancangan struktur bangunan yang besar dan penting dengan distribusi kekakuan dan massa yang tidak merata ke arah vertikal dengan menggunakan analisa dinamik.

(8)

4. Perancangan struktur bangunan yang besar dan penting, konfigurasi struktur sangat tidak beraturan dengan tinggi lebih dari 40 meter, analisa dinamik dan inelastik diperlukan untuk memastikan bahwa struktur tersebut aman terhadap gaya gempa.

Berdasarkan ketentuan diatas, maka perencanaan struktur gedung dalam tugas akhir ini menggunakan metode analisa beban statik ekivalen.

2.3.2. Denah Dan Konfigurasi Bangunan

Dalam mendesain struktur perlu direncanakan terlebih dulu denah struktur setiap lantai bangunan, sehingga penempatan balok dan kolom sesuai dengan perencanaan ruang.

2.3.3. Pemilihan Material

Spesifikasi bahan / material yang digunakan dalam perencanaan struktur gedung ini adalah sebagai berikut:

Beton :

f’c = 25 Mpa Ec = 23500 Mpa

Baja :

Tul. Utama : fy = 300 Mpa Es = 210000 Mpa Tul.Geser : fy = 275 Mpa Es = 210000 Mpa Profil : fy = 300 Mpa Es = 210000 Mpa

2.3.4. Konsep Pembebanan

A. Beban - Beban Pada Struktur

Dalam melakukan analisis desain suatu struktur, perlu ada gambaran yang jelas mengenai perilaku dan besar beban yang bekerja pada struktur. Hal penting yang mendasar adalah pemisahan antara beban-beban yang bersifat statis dan dinamis.

Gaya statik adalah gaya yang bekerja secara terus menerus pada struktur dan yang diasosiasikan dengan gaya-gaya ini juga secara perlahan-lahan timbul, dan juga mempunyai karakter steady state.

(9)

Gaya dinamis adalah gaya yang bekerja secara tiba-tiba pada struktur. Pada umumnya tidak bersifat steady state dan mempunyai karakteristik besar dan lokasinya berubah-ubah dengan cepat. Deformasi pada struktur akibat beban ini juga berubah-ubah secara cepat. Gaya dinamis dapat menyebabkan terjadinya osilasi pada struktur hingga deformasi puncak tidak terjadi bersamaan dengan terjadinya gaya terbesar. 1. Beban Statis

Jenis-jenis beban statis menurut Peraturan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung 1983 adalah sebagai berikut:

• Beban Mati (Dead Load/ DL)

Beban mati adalah beban-beban yang bekerja vertikal ke bawah pada struktur dan mempunyai karakteristik bangunan.

Tabel 2.1 Beban Mati Pada Struktur Beban Mati Besar Beban

Batu Alam 2600 kg / m2

Beton Bertulang 2400 kg / m2 Dinding pasangan 1/2 Bata 250 kg / m2 Kaca setebal 12 mm 30 kg / m2 Langit-langit + penggantung 18 kg / m2 Lantai ubin semen portland 24 kg / m2 Spesi per cm tebal 21 kg / m2

Pertisi 130 kg / m2

• Beban hidup (Ljfe Load/LL)

Beban hidup adalah beban - beban yang bisa ada atau tidak ada pada struktur untuk suatu waktu yang diberikan. Meskipun dapat berpindah-pindah, beban hidup masih dapat dikatakan bekerja perlahan-lahan pada struktur. Beban hidup diperhitungkan berdasarkan pendekatan matematis dan menurut kebiasaan yang berlaku pada pelaksanaan konstruksi di Indonesia. Untuk menentukan secara pasti beban hidup yang bekerja pada suatu lantai bangunan sangatlah sulit, dikarenakan fluktuasi beban hidup bervariasi, tergantung dan banyak faktor. Oleh

(10)

karena itu, faktor beban-beban hidup lebih besar dibandingkan dengan beban mati

Tabel 2.2 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan Beban Hidup Lantai Bangunan Besar Beban

Lantai Kantor 250 kg / m2

Tangga dan Bordes 300 kg / m2 Lantai Ruang Alat dan Mesin 400 kg / m2

Beban Pekerja 100 kg / m2

2. Beban Gempa (Earthquake Load/El)

Gempa bumi adalah fenomena getaran yang dikaitkan dengan kejutan pada kerak bumi. Beban kejut ini dapat disebabkan oleh banyak hal, tetapi salah satu faktor yang utama adalah benturan pergesekan kerak bumi yang mempengaruhi permukaan bumi. Lokasi gesekan ini terjadi disebut fault zone. Kejutan yang berkaitan dengan benturan tersebut akan menjalar dalam bentuk gelombang. Gelombang ini menyebabkan permukaan bumi dan bangunan di atasnya bergetar. Pada saat bangunan bergetar, timbul gaya-gaya pada struktur bangunan karena adanya kecenderungan massa bangunan untuk mempertahankan dirinya dan gerakan. Gaya yang timbul disebut gaya inersia. Besar gaya tersebut bergantung pada banyak faktor yaitu:

• Massa bangunan

• Pendistribusian massa bangunan

• Kekakuan struktur

• Jenis tanah

• Mekanisme redaman dan struktur

• Perilaku dan besar alami getaran itu sendiri

• Wilayah kegempaan

(11)

Besarnya Beban Gempa Dasar Nominal horizontal akibat gempa menurut Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan Gedung ( SNI 1726-198), dinyatakan sebagai berikut:

V = Wt . C* (2.1)

C* = C . I . K . Z (2.2)

Dimana:

V = Beban Gempa Dasar Nominal ( didapatkan dengan mengalikan beban gempa rencana dengan koefisien gempa dasar nominal ) Wt = Kombinasi dan beban mati dan beban hidup vertikal yang

direduksi

C* = Koefisien Gempa Dasar Nominal

C = Spektrum Respon Nominal Gempa Rencana, yang besarnya tergantung dari jenis tanah dasar dan waktu getar struktur T

I = Faktor Keutamaan Struktur K = Faktor Jenis Struktur

Z = Faktor Wilayah, dimana Indonesia dibagi menjadi 6 wilayah gempa

Untuk menentukan harga c harus diketahui terlebih dahulu jenis tanah tempat struktur bangunan itu berdiri. Untuk menentukan jenis tanah menggunakan rumus tegangan tanah dasar sesuai dengan yang tertera pada Diktat Kuliah Rekayasa Pondasi sebagai berikut:

1 1 1

1 h

tan c

+ γ = σ

φ σ Σ + =

( )

2.4 3 . 2

dimana:

τ = Tegangan geser tanah ( kg/cm2)

c = Nilai kohesi tanah pada lapisan paling dasar lapisan yang ditinjau 1

σ = Tegangan normal masing-masing lapisan tanah ( kg/cm) 1

γ = Berat jenis masing-masing lapisan tanah ( kg/cm) h = Tebal masing-masing lapisan tanah

(12)

Tabel 2.3 Definisi Jenis Tanah

Jenis Tanah Tanah Keras Tanah Sedang Tanah Lunak Kedalaman Lap.

Keras (Meter)

Nilai Rata-rat Kekuatan Geser Tanah

5 S > 55 45 ≤ S ≤ 55 S < 45 10 S > 110 90 ≤ S ≤ 110 S < 90 15 S > 220 180 ≤ S ≤ 220 S < 180 ≥ 20 S > 330 270 ≤ S ≤ 330 S < 270

Tabel 2.4 Faktor Keutamaan Struktur

Jenis Struktur Bangunan/Gedung I

• Bangunan monumental untuk dilestarikan

• Bangunan penting yang harus tetap berfungsi setelah terjadi gempa, seperti rumah sakit, instalasi air minum, pembangkit listrik

• Bangunan tempat menyimpan gas, minyak, asam dan bahan beracun instalasi nuklir

• Bangunan rendah untuk penghunian, pertokoan dan perkantoran, tinggi s/d 10 tingkat

• Bangunan biasa untuk penghunian, pertokoan dan perkantoran, dengan tinggi 10–30 tingkat

• Bangunan tinggi untuk penghunian, pertokoan dan perkantoran, dengan tinggi lebih dari 30 tingkat

1,9

1,4

1,6

0,9

1,0

1,2

Tabel 2.5 Faktor Wilayah Gempa Wilayah Gempa

Indonesia

Percepatan Tanah Maksimum

Pada Tanah Keras ( g) Z

1 0.26 2.6

2 0.18 1.8

3 0.14 1.4

(13)

Wilayah Gempa Indonesia

Percepatan Tanah Maksimum Pada Tanah Keras ( g)

5 0.06 0.6

6 0.00 0.0

Spektrum Respon Nominal Gempa Rencana untuk struktur dengan daktilitas penuh pada beberapa jenis tanah dasar, diperlihatkan pada gambar dibawah mi:

Gambar 2.1 Respon Spektrum Gempa Rencana

Beban geser dasar nominal V menurut persamaan 2.1 harus dibagikan sepanjang tinggi struktur bangunan gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap pada pusat

massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan:

V z W

z W

F _n

i i

i i i

∑

1 ) . (

(2.5)

dimana:

Wi = berat lantai tingkat ke-i

zi = ketinggian lantai tingkat ke-i

(14)

Apabila rasio antara tinggi struktur bangunan gedung dan ukuran denahnya dalam arah pembebanan gempa sama dengan atau melebihi 3, maka 0.1V harus dianggap beban horizontal terpusat yang bekerja pada pusat massa lantai tingkat paling atas, sedangkan 0.9V sisanya harus dibagikan sepanjang tingkat struktur bangunan gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekivalen menurut persamaan 2.6.

Waktu getar alami fundamental struktur bangunan gedung beraturan dalm arah masing-masing sumbu utama dapat ditentukan dengan rumus Rayleigh sebagai berikut:

∑

= =

= _n

i i i n

i i i

d F g

d W T

1 1

. . 3

6 (2.6)

dimana:

di = simpangan horizontal lantai tingkat ke-i akibat beban Fi

(mm)

g = percepatan gravitasi sebesar 9.81 mm/detik2

Apabila waktu getar alami fundamental T1 struktur bangunan

gedung untuk penentuan faktor Respon Gempa C1 ditentukan dengan

rumus-rumus empiris atau didapat dari analisis vibrasi bebas tiga dimensi, nilainya tidak boleh menyimpang lebih dari 20% dari nilai yang dihitung menurut persamaan 2.7.

Perencanaan struktur di daerah gempa menggunakan konsep desain kapasitas yang berarti bahwa ragam keruntuhan struktur akibat beban gempa yang besar ditentukan lebih dahulu dengan elemen-elemen kritisnya dipilih sedemikian rupa agar mekanisme keruntuhan struktur dapat memencarkan energi yang sebesar-besarnya.

Konsep desain kapasitas dipakai untuk merencanakan kolom-kolom pada struktur agar lebih kuat dibanding dengan elemen-lemen balok ( Strong

Column Weak Beam). Hal ini dilakukan dengan

(15)

Pada mekanisme sendi plastis pada balok pemencaran energi gempa terjadi di dalam banyak unsur, sedang pada mekanisme sendi plastis kolom pemencaran energi terpusat pada sejumlah kecil kolom-kolom struktur.

Pada mekanisme sendi plastis pada balok, bahaya ketidakstabilan akibat efek perpindahan jauh lebih kecil dibandingkan dengan mekanisme sendi plastis pada kolom.

Keruntuhan kolom dapat menyebabkan keruntuhan total dari keseluruhan bangunan.

Pada prinsipnya dengan konsep desain kapasitas elemen-elemen utama penahan gempa dapat dipilih, direncanakan dan detail sedemikian rupa, sehingga mampu memencarkan energi gempa yang cukup besar tanpa mengalami keruntuhan struktur secara total, sedangkan elemen-elemen lainnya diberi kekuatan yang cukup sehingga mekanisme yang telah dipilih dapat dipertahankan pada saat terjadi gempa kuat.

3. Beban Angin(Wind Load/WL)

Berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung (PPIG) 1983 pasal 4.4.2. pada gedung tertutup dengan tinggi 16 meter dapat diberikan pembebasan atas pengaruh angin.

B. Faktor Beban Dan Kombinasi Pembebanan

Untuk keperluan desain, analisis dan sistem struktur perlu diperhitungkan terhadap kemungkinan terjadinya kombinasi pembebanan (Load Combination) dan beberapa kasus beban yang dapat bekerja secara bersamaan selama umur rencana. Menurut Peraturan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1983, ada 2 kombinasi pembebanan yang perlu ditinjau pada struktur yaitu Kombinasi Pembebanan Tetap dan Kombinasi Pembebanan Sementara. Disebut pembebanan tetap karena beban dianggap dapat bekerja terus menerus pada struktur selama umur rencana. Kombinasi pembebanan ini disebabkan oleh bekerjanya beban mati ( Dead Load) dan beban hidup (Live Load).

(16)

Kombinasi pembebanan sementara tidak bekerja secara terus menerus pada struktur, tetapi pengaruhnya tetap diperhitungkan dalam analisa. Kombinasi pembebanan ini disebabkan oleh bekerjanya beban mati, beban hidup dan beban gempa. Nilai - nilai beban tersebut di atas dikalikan dengan suatu faktor magnifikasi yang disebut faktor beban, tujuannya agar struktur dan komponennya memenuhi syarat kekuatan dan layak pakai terhadap berbagai kombinasi beban.

Faktor beban memberikan nilai kuat perlu bagi perencanaan pembebanan pada struktur.

SNI 03-1729-2002 sub bab 6.2.2 menentukan nilai kuat perlu sebagai berikut:

• Untuk beban mati / tetap : Q = 1.2

• Untuk beban hidup sementara : Q = 1.6

Namun pada beberapa kasus yang meninjau berbagai kombinasi beban, nilai kombinasi kuat perlu yang diberikan:

U = 1.2D+1.6L (2.7)

U = 1.2 D + _LL ± 1.0E (2.8)

dimana:

D = Beban Mati L = Beban Hidup E = Beban Gempa

L = 0.5 bila L< 5Kpa, dan 1 bila ≥ 5 Kpa

2.3.5. Faktor Reduksi Kekuatan

Faktor reduksi kekuatan merupakan suatu bilangan yang bersifat mereduksi kekuatan bahan, dengan tujuan untuk mendapatkan kondisi paling buruk jika pada saat pelaksanaan nanti terdapat perbedaan mutu bahan yang ditetapkan sesuai standar bahan yang ditetapkan dalam perencanaan sebelumnya. SNI 03-1729-2002 menetapkan berbagai nilai F untuk berbagai jenis besaran gaya yang didapat dan perhitungan struktur.

(17)

Tabel 2.6 Reduksi Kekuatan

Kuat Rencana Untuk Faktor Reduksi 1. Komponen struktur komposit

a. Kuat tekan b. Kuat tumpu beton

c. Kuat lentur dengan distribusi tegangan plastic d. Kuat lentur dengan distribusi tegangan elastik

0.85 0.60 0.85 0.90 2. Komponen struktur yang memikul lentur

Pelat badan yang memikul geser 0.90

3. Sambungan baut

a. Baut yang memikul geser b. Baut yang memikul tarik

c. Baut yang memikul kombinasi geser & tarik d. Lapis yang memikul tumpu

0.75 0.75 0.75 0.75 3. Sambungan las

a. Las tumpul penetrasi penuh

b. Las sudut dan tumpul penetrasi sebagian c. Las pengisi

0.90 0.75 0.75

2.4. Perencanaan Struktur Atas (Upper Structure)

Struktur atas adalah struktur bangunan dalam hal im adalah bangunan gedung yang secara visual berada di atas tanah yang terdiri dan struktur sekunder seperti pelat, tangga, lift, balok anak dan struktur portal utama yaitu kesatuan antara balok, kolom dan shear wall.

Perencanaan struktur portal utama direncanakan dengan menggunakan prinsip strong column weak beam, dimana sendi-sendi plastis diusahakan terletak pada balok- balok.

2.4.1. Perencanaan Pelat

Pelat adalah struktur planar kaku yang terbuat dari material monolit dengan tinggi yang kecil dibandingkan dengan dimensi-dimensi lainnya. Untuk merencanakan pelat beton bertulang perlu mempertimbangkan faktor

(18)

pembebanan dan ukuran serta syarat-syarat dari peraturan yang ada. Pada perencanaan ini digunakan tumpuan jepit penuh untuk mencegah pelat berotasi dan relatif sangat kaku terhadap momen puntir.

Pelat merupakan panel-panel beton bertulang yang mungkin bertulangan dua atau satu arah saja tergantung sistem strukturnya. Apabila pada struktur pelat perbandingan bentang panjang terhadap lebar kurang dari 3, maka akan mengalami lendutan pada kedua arah sumbu. Beban pelat dipikul pada kedua arah oleh balok pendukung sekeliling panel pelat, dengan demikian pelat akan melentur pada kedua arah. Dengan sendirinya pula penulangan untuk pelat tersebut harus menyesuaikan. Apabila panjang pelat sama dengan lebarnya, perilaku keempat balok keliling dalam menopang pelat akan sama. Sedangkan bila panjang tidak sama dengan lebar, balok yang lebih panjang akan memikul beban lebih besar dari balok yang pendek (penulangan satu arah).

Dimensi bidang pelat dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.2 Dimensi bidang pelat

Langkah-langkah perencanaan penulangan pelat adalah sebagai berikut :

1 Menentukan syarat-syarat batas, tumpuan dan panjang bentang. 2 Menentukan tebal pelat.

Berdasarkan SKSNI T-15-1991-03 maka tebal pelat ditentukan berdasarkan ketentuan sebagai berikut :

h min =

β 9 36

) 1500 8 . 0 ln(

+ fy

(19)

hmak =

36 ) 1500 8

. 0 ln( + fy

(2.10) hmin pada pelat lantai ditetapkan sebesar 12 cm, sedang hmin pada pelat

atap ditetapkan sebesar 9 cm.

3. Menghitung beban yang bekerja pada pelat, berupa beban mati dan beban hidup terfaktor.

4. Menghitung momen-momen yang menentukan. Berdasarkan teori garis leleh (Yield Lines Teory)

5. Mencari tulangan pelat

Perhitungan penulangan pelat menggunakan langkah perhitungan Penampang Persegi Tulangan Single menurut Ir. Udiyanto (1996)

a. Menetapkan diameter tulangan utama yang direncanakan dalam arah x dan arah y.

b. Mencari tinggi efektif dalam arah x dan arah y. c. Membagi Mu dengan Ø _⎟⎟

⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛

(2.11) dimana Ø = faktor reduksi 0,8

d. Mencari nilai K

Re 2_×

× =

d b

K (2.12) e. Mencari nilai F dan tentukan jenis tulangan

F =1− 1−

(

2×K

)

(2.13)

f. Menghitung luas tulangan

y e x

s _f

R d b F

A = × × × (2.14)

g. Memeriksa syarat rasio penulangan (ρmin < ρ< ρmak)

4 , 1 min =

ρ (2.15)

fy c f fy

mak

' 85 , 0 600

450 _× ×

+ ×

= β

(20)

2.4.2 Perencanaan Balok 2.4.2.1 Lebar Efektif Flens

AISC menentukan lebar dari lempeng beton yang turut aktif dalam aksi komposit ( AISC 1.11.1),seperti yang terlihat pada gambar dibawah ( Perencanaan Konstruksi Baja Untuk Insinyur Dan Arsitek 2,Rene Amon.Bruce Knobloch atanu Mazumder ). Untuk lempeng-lempeng yang melebar pada kedua sisi gelagar , besarnya lebar flens efektif maksimum tidak boleh melampaui :

• Seperempat dari panjang bentang gelagar L,atau

• Setengah dari jarak bersih ke gelagar berikutnya yang terdapat pada kedua sisi ditambah bf,atau

• Enam belas kali tebal lempeng t ditambah bf.Apabila lempeng beton hanya terdapat pada satu sisi dari gelagar, maka lebar efektif maksimum b tidak boleh melampaui (1) Seperduabelas dari panjang bentang gelagar L, atau (2) Setengah dari jarak bersih ke gelagar berikutnya ditambah bf, atau (3) Enam kali tebal dari lempeng beton t ditambah bf.

Gambar 2.3 Lebar efektif flens beton pada konstruksi komposit

2.4.2.2 Perhitungan Tegangan

Tegangan-tegangan pada penampang komposit biasanya dihitung dengan menggunakan metode transformasi luas, disini salah satu dari luas material yang dipakai ditransformasikan menjadi luas yang ekivalen terhadap luas material lainnya. Biasanya luas efektif beton yang

(21)

ditransformasikan menjadi luas baja yang ekivalen. Dengan menganggap bahwa pada jarak yan sama dari sumbu netral besarnya regangan yang terjadi pada kedua material adalah sama, maka besarnya unit tegangan pada salah satu material adalah sama dengan perkalian antara regangan yang terjadi dengan modulus elastisitasnya. Unit tegangan baja dengan demikian bisa dinyatakan sebagai Es/ Ec dikalikan denagn unit tegangan beton ( Perencanaan Konstruksi Baja Untuk Insinyur Dan Arsitek 2, Rene Amon.Bruce Knobloch atanu Mazumder ).

Gambar 2.4 Penampang konstruksi komposit tanpa pelat penutup

Dengan memisahkan perbandingan Es/ Ec sebagai perbandingan modulus n, gaya yang ditahan oleh beton seluas satu satuan luas adalah setara dengan gaya yang ditahan oleh baja seluas satu satuan luas. Dengan demikian luas efektif beton ( Ac = bef x t ), bisa digantikan dengan luas transformasi :

Atransformasi =

n Ac

(2.17)

dimana :

Ac adalah luas flens beton efektif

(22)

Setelah sumbu netral dari penampang transformasi ditentukan, kemudian momen inersianya Itr dapat dihitung. Tegangan lentur maksimum untuk baja dapat dinyatakan dengan persamaan ;

σ bs =

Itr y

M* _tr

(2.18) dimana :

σbs adalah tegangan lentur maksimum baja. M adalah momen lentur

Ytr adalah jarak dari sumbu netral ke serat penampang baja terjauh.

Tegangan lentur maksimum untuk beton dapat dinyatakan dengan persamaan :

σ bc =

Itr n

M _atas

* *

(2.19) dimana :

σ bc adalah tegangan lentur maksimum beton.

c_atas adalah jarak dari sumbu netral ke serat beton terjauh n adalah perbandingan modulus.

Itr adalah momen inersia penampang komposit transformasi.

Tahanan momen transformasi dari gelagar kadang-kadang dipakai harga : Str =

y Itr

(2.20) dimana :

Str adalah tahanan momen penampang komposit transformasi terhadap

flens bawah.

Untuk konstruksi yang tidak disangga, karena penampang baja harus menahan beban mati, tegangan lentur untuk baja dinyatakan oleh ,

σ bs =

Is c

M_D*

(2.21) dimana :

(23)

M_D adalah momen yang hanya disebabkan oleh beban mati,

c adalah jarak dari sumbu netral profil baja sendiri ke serat penampang baja yang terjauh,

Is adalah momen inersia total dari baja, termasuk juga pelat penutup apabila digunakan .

Tegangan lentur tersebut harus lebih kecil daripada tegangan lentur yang diizinkan.Untuk mendapatkan kepastian bahwa tegangan-tegangan lentur tetap akan berada dibawah tegangan leleh pada keadaan dibebani untuk gelagar-gelagar yang tidak disangga, harus memenuhi rumus :

Str = ( 1,35 + 0,35 D L

M M

) Ss (2.22)

dimana :

Ss adalah tahanan momen dari baja saja.

2.4.2.3 Batasan Tegangan Yang Terjadi

Tegangan lentur pada baja dibatasi sampai 0,66 fy dan pada beton sampai 0,45f’c, dimana f’c adalah kekuatan beton pada usia 28 hari.( Perencanaan Konstruksi Baja Untuk Insinyur Dan Arsitek 2, Rene Amon.Bruce Knobloch atanu Mazumder ), atau dapat ditulis sebagai berikut ( Steel, Concrete, & Composite Design Of Tall Building, Bungale S. Taranath ) :

σ b = s

S M

+ tr

S M

≤0,66 fy (2.23)

dimana :

fy adalah tegangan leleh minimum jenis baja yang dipakai.

2.4.2.4 Kekuatan Balok Komposit Dengan Penghubung Geser

Kekuatan balok komposit dengan penghubung geser,berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002, dapat dikategorikan sebagai berikut :

(24)

a. Untuk w

t h

≤ yf

1680

, Øb = 0,85 (2.24)

b. Untuk w

t h

> yf

1680

, Øb = 0,90 (2.25)

2. Kuat lentur negatif rencana = Øb* Mn, harus dihitung untuk penampang baja saja.

3. Sebagai alternatif, kuat lentur negatif rencana Øb* Mn , dapat dihitung dengan mengambil Øb = 0,85 selama hal-hal berikut dipenuhi :

a. Balok baja mempunyai penampang yang kompak yang diberi pengaku yang memadai.

b. Pelat beton dan balok baja di daerah momen negatif harus disatukan dengan penghubung geser.

c. Tulangan pelat yang sejajar dengan balok baja disepanjang daerah lebar efektif pelat beton harus diangker dengan baik. 2.4.2.5 Kelangsingan Penampang

Untuk penampang yang kompak harus memenuhi ketentuan sebagai berikut:

a.Untuk plat sayap

tf b

≤

170

, dimana fy dalam Mpa (2.26)

b.Untuk plat badan

tw h

≤

1680

, dimana fy dalam Mpa (2.27)

2.4.2.6 Kuat Geser Rencana

Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002, kuat geser rencana balok komposit, Øs*Vn , ditentukan berdasarkan kuat geser pelat badan penampang baja.

Vu ≤ Øs*Vn (2.28)

dimana :

Vu adalah gaya geser perlu

(25)

Vn adalah kuat geser nominal pelat badan penampang baja

Perhitungan kuat geser nominal pelat badan penampang baja sesuai ketentuan sebagai berikut :

1. Jika (

tw h

) ≤ 1,10 y n

f E

k *

, dengan k_n= 5 + ₂ ) / (

a (2.29)

maka Vn = 0,6*f_y*Aw (2.30)

2. Jika 1,10 y n f E k * ≤ ( tw h

) ≤ 1,37 y n f E k * (2.31)

maka Vn = 0,6*f_y*Aw [ 1,10 y n f E k * ] * ) / ( 1 w t

h (2.32)

3. Jika 1,37 y n f E k * ≤ ( tw h

) (2.33)

maka Vn = ₂

) / ( * * * 9 , 0 w n t h E k Aw (2.34)

2.4.2.7 Penghubung Geser ( Shear Connector )

Menurut AISC ( Perencanaan Konstruksi Baja Untuk Insinyur Dan Arsitek 2,Rene Amon.Bruce Knobloch atanu Mazumder ), jumlah penghubung geser yang diperlukan untuk aksi komposit penuh ditentukan dengan membagi gaya geser total Vh yang akan ditahan, diantara titik momen positif maksimum dan titik momen nol, dengan kapasitas dari sebuah penyambung. Jumlah yang didapat ini digandakan untuk mendapatkan jumlah alat penyambung total yang dibutuhkan untuk seluruh bentang, dapat ditulis sebagai berikut:

N₁ =

Qn ) terkecil ( Vh (2.35)

N₁ = jumlah penghubung geser yang diperlukan pada daerah diantara momen maksimum dan momen nol

(26)

Qn = kuat nominal geser umtuk penghubung geser

Besar gaya geser Vh adalah harga terkecil dari dua harga Vh seperti yang ditntukan oleh rumus-rumus berikut:

1. Pada daerah momen positif Vh =

2 ' * 85 ,

0 f _c Ac

(2.36)

Vh = 2 *Fy As

(2.37)

2. Pada daerah momen negatif

Vh = Asr x fyr (2.38)

Dimana :

Vh = besar gaya geser yang ditahan, diantara momen positif maksimum tititk momen nol

f’c = kekuatan tekan beton pada usia 28 hari Ac = luas flens beton efektif = bef x tp As = luas gelagar baja

Asr = luas tulangan pada plat beton selebar bef fyr = tegangan leleh baja tulangan

Fy = tegangan leleh minimum baja

Sedangkan menurut AISC ( Steel, Concrete, & Composite Design of Tall Building ) untuk beban terpusat, jumlah penghubung geser yang diperlukan pada daerah diantara momen beban terpusat dan momen nol yang terdekat, diberikan rumus sebagai berikut :

N₂ =

[

]

1 1 ) /

( _max

− −

β M

M N

(2.39)

dimana :

N₂ = jumlah penghubung geser yang diperlukan pada daerah diantara momen beban terpusat dan momen nol yang terdekat.

M = momen pada beban terpusat ß = perbandingan modulus

(27)

Untuk kekuatan penghubung geser, berdasarkan spesifikasi AASHTO 1977, kuat nominal satu penghubung geser jenis paku yang ditanam didalam pelat beton masif adalah :

Qn = 0,0004 (d_s)2√ ( f’c *Ec ) untuk H/ d_s ≥ 4 (2.40) dimana :

Qn = kuat nominal geser umtuk penghubung geser, KN d_s = luas penampang penghubung geser jenis paku, mm

Ec = modulus elastisitas beton Mpa, untuk beton dengan berat normal besarnya Ec = 57000√f’c

Untuk penempatan dan jarak antar penghubung geser, berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002, penghubung geser yang diperlukan pada daerah yang dibatasi oleh titik-titik momen lentur maksimum dan momen nol yang berdekatan harus didistribusikan secara merata pada daerah tersebut. Namun, jumlah penghubung geser yang diperlukan pada daerah yang dibatasi oleh lokasi beban terpusat dan momen nol yang terdekat harus sesuai jumlahnya dengan yang dibutuhkan untuk mengembangkan momen maksimum yang terjadi di lokasi beban terpusat tersebut. Sedangkan ketentuan jarak antar penghubung sebagai berikut:

1. Tebal minimum selimut beton pada arah lateral 25 mm

2. Jarak minimum antar penghubung geser pada arah sejajar sumbu balok ≥ 6 x diameter.

3. Jarak minimum antar penghubung geser pada arah tegak lurus sumbu balok ≥ 4 x diameter.

4. jarak maksimum antar penghubung geser ≤ 8 x diameter

2.4.2.8 Perhitungan Lenturan / Lendutan

Untuk perhitungan lenturan/lendutan dari gelagar dengan perletakan jepit – jepit yang menahan beban baik merata dan beban terpusat digunakan rumus sebagai berikut :

1. Akibat beban merata δ1 =

I E

L q

* * 384

* 4

(28)

2. Akibat beban terpusat δ2 =

I E

L P

* * 192

* 3

≤δ_ijin (2.42)

Dimana :

δ = besarnya lendutan yang terjadi

δijin = besarnya lendutan yang diijinkan = L/360 q = beban merata

P = beban terpusat

L = bentang/panjang gelagar/balok yang ditinjau E = modulus elastisitas

I = momen inersia 2.4.2.9 Analisa Joint

Pada analisa joint ini dibatasi hanya memperhitungkan kekuatan

joint terhadap gaya lintang dan momen, meskipun terdapat gaya aksial, hal ini disebabkan gaya aksial biasanya terlalu kecil sehingga dapat diabaikan.

Mb1 Vb1

Mc2 Vc2

dVb

Mc2 Vc2

dVb Mb2

Mc1 Vc1 Vb2

dVc

Mb2 Mc1 Vc1 Vb2

dVc

Gambar 2.5 Gaya –gaya yang bekerja pada joint.

1.Lebar efektif joint ( bj )

bj = bi + bo (2.43)

bo = C ( bm – bi ) ≤2do (2.44)

dimana :

(29)

b = lebar kolom komposit (in) C =

bf y h x

(2.46) do = 0,25d( d = tinggi balok ) (in) (2.47) h = kedalaman kolom (in)

y = perpanjangan lebar plat bearing (in) x = h = h/2 + dc/2

2. Vertical Bearing

Kekuatan vertical bearing dianggap cukup jika memenuhi persamaan berikut :

∑ Mc + 0,35h∆Vb ≤Φ ( 0,7hCcn + hvr ( Tvn + Cvn )) (2.48) dimana :

Ccn = 0,6 f’c bj h (2.49)

Tvn = kuat tarik nominal perkuatan vertical joint (kip) Cvn = kuat tekan nominal perkuatan vertical joint (kip) hvr = jarak antar tulangan (in)

3. Gaya geser pada joint

Cek persamaan :

∑ Mc – Vb.jh ≤ Φ (Vsn.df + 0,75.Vcn.dw + Vfn(d+do)) (2.50) a.Mencari nilai jh

dimana : Kp =

bj c f' . 2

Φ ( ∑ Mc + 0,5 ∆Vb.h – Φ( Tvn + Cvn )hvr) (2.51)

ac = 0,5h - h2−Kp

25 ,

0 ≤0,3h (2.52)

Cc = 2f’c.bj.ac (2.53)

jh =

) 5 , 0 (Tvn Cvn Cc Vb

∆ − + + Φ

Σ _{≥ 0,7h}

(2.54) b.Panel Baja

Vsn = 0,6Fyp.tsp.jh (2.55)

dimana :

Vsn = kuat geser nominal panel baja (kip) Fyp = tegangan leleh panel baja (ksi)

(30)

tsp = tebal panel baja (in) c.Compression strut beton

Vcn = 0,63bp.h. f'c ≤0,5f’c.bp.dw (2.56) dimana :

Vcn = kuat nominal compression strut beton (kip) bp = lebar effektif plat perletakan (in)

bp ≤ ( bf + 5 tp) dan bp ≤ 0,2 bf tp = tebal plat perletakan (in) d.Bidang tekanan beton

Vfn = 0,63bo.h. f'c (2.57)

dimana :

Vfn = kuat nominal bidang tekanan beton (kip) 4. Tulangan didalam badan balok ( Act )

V’c = 0,16bo.h f' c (2.58)

V’s = Vfn – V’c V’s =

s h Fy Act. .0,9

dimana :

Act = luas total minimum penampang tulangan (in²) s_h = jarak antar tulangan didalam balok (in) Fy = tegangan leleh tulangan (ksi)

5. Tulangan diatas balok ( Ati ) Ati =

Fy V_fn

(2.59)

dimana :

Ati = luas total minimum penampang tulangan tambahan (in²) Fy = tegangan leleh tulangan (ksi)

6. Cek tebal sayap balok tf = 0,3

Fy h

Fy d t bf _sp

. . . .

≥ tf tersedia (2.60)

(31)

t_sp = tebal panel baja (in) Fy = tegangan leleh baja (ksi) 7. Cek tebal sayap kolom

tf = 0,12

Fy do

b V_fn _pe

. .

≥ tf tersedia (2.61)

dimana : pe

b = lebar sayap kolom baja ( in ) Fy = tegangan leleh baja ( ksi )

2.4.2.10 Analisa Torsi Pada Balok

Pada perhitungan torsi ini hanya dianalisa terhadap baja profil tanpa melibatkan aksi komposit yang terjadi pada balok yang ditinjau. Metode yang digunakan untuk perhitungan yaitu metode analogi lentur yang telah dimodifikasi. Bila momen torsi luar T pada gambar dibawah dapat dikonversi menjadi kopel P_Hkali h, maka gaya P_Hdapat diperlakukan sebagai beban lateral yang bekerja pada sayap balok. Sistem pengganti tersebut akan mengalami gaya geser. Distribusi gaya geser lateral sesungguhnya menimbulkan lenturan lateral hanyalah bagian yang diakibatkan oleh pemilinan. Jadi sisitem pengganti menaksir gaya geser lateral secara berlebihan dan akibatnya momen lentur lateral Mf yang menimbulkan tegangan normal ( tekan dan tarik ) terlalu besar.Oleh karena itu momen Mf yang didapat dikalikan dengan faktor reduksi ( ) yang tergantung pada λL.

L/2 L/2

T/2 T T/2

Ph/2

T h

Ph Ph

Ph/2

Ph = T/h

(32)

Tabel.2.7 Harga β, Beban terpusat , Tumpuan Jepit terhadap Torsi.

Mf = ( 2Ta2_b2_L) di z = aL

λL a = 0,5 a = 0,3 a = 0,1

0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

0,99 0,98 0,92 0,85 0,76 0,68 0,60

1,00 0,99 0,95 0,91 0,85 0,79 0,73

1,00 1,01 1,05 1,10 1,16 1,21 1,25

1. Perhitungan λL dimana:

L = panjang / bentang balok yang ditinjau λ =

ECw GJ

(2.62)

G = modulus elastisitas geser, G =

) 1 ( 2 +µ

(2.63)

E = modulus elastisitas baja, E = 200000 Mpa = 29007,54 ksi µ = angka poisson, untuk baja structural = 0,3 pada daerah elastis. J = konstanta puntir

untuk profil I, J = ⅓ ( (2bf x tf ³) + (h x tw³)) (2.64) Cw = konstanta pilin (warping)

untuk profil I, Cw = 24

2 3

xh tfxbf

(2.65) 2. Perhitungan faktor reduksi ( ) dan momen torsi ( Mfh )

(33)

Perhitungan faktor reduksi ( ) dan momen torsi ( Mfh ) didapat dari tabel, sesuai dengan kondisi pembebanan dan pengekangan pada balok.

2.4.3. Perencanaan Kolom

2.4.3.1Perencanaan Kolom Komposit

Dua tipe dari kolom yang biasa digunakan dalam system bangunan komposit. Tipe pertama terdiri dari baja yang diberi selubung di sekelilingnya dan tipe kedua penampang baja berongga yang diisi dengan beton structural.

Perhitungan kedua tipe kolom komposit tersebut menggunakan analisa perhitungan kolom komposit berdasarkan ASCE dan SNI 2002.

2.4.3.2Batasan

Kriteria untuk kolom komposit bagi komponen struktur tekan:

1. Luas penampang profil baja minimal sebesar 4% dari luas penampang komposit total;

2. Selubung beton untuk penampang komposit yang berintikan baja harus diberi tulangan baja longitudinal dan tulangan pengekang lateral. Tulangan baja longitudinal harus menerus pada lantai struktur portal, kecuali untuk tulangan longitudinal yang hanya berfungsi memberi kekangan pada beton. Jarak antar pengikat lateral tidak boleh melebihi 2/3 dari dimensi terkecil penampang kolom komposit. Luas minimum penampang tulangan transversal (atau longitudinal) tidak boleh kurang dari 0,18 mm2 untuk setiap mm jarak antar tulangan transversal (atau longitudinal) terpasang. Tebal bersih selimut beton dari tepi terluar tulangan longitudinal dan transversal minimal sebesar 40 mm;

3. Mutu beton yang digunakan tidak lebih tinggi daripada 55 MPa dan tidak kurang dari 21 MPa untuk beton normal dan tidak kurang dari 28 MPa untuk beton ringan.

4. Tegangan leleh profil dan tulangan baja yang digunakan untuk perhitungan kekuatan kolom komposit tidak boleh melebihi 380 MPa; 5. Tebal minimum dinding pipa baja atau penampang baja berongga yang

(34)

penampang persegi dan D f y /8E untuk penampang bulat yang mempunyai diameter luar D.

2.4.3.3 Kapasitas Kuat Tekan Desain Axial

Kekuatan tekan dari kolom komposit dapat diperkirakan secara akurat sebagai penjumlahan dari kapasitas tekan dari masing-masing bagian komponen yaitu bentuk struktur atau tabung, pengekang longitudinal, dan beton.

Kapasitas kuat tekan desain axial dihitung dengan menggunakan formula :

cr s n

cP =0.85A F

φ (2.66)

Dimana : s

A adalah luas penampang profil baja, mm2 cr

F adalah tegangan tekan kritis, MPa.

(

)

F = 0.658 F_cr untuk A ≤ 2.25 (2.67) Dan

cr F

F =0.877 untuk A > 2.25 (2.68) Dimana

A =

m my m c E F r Kl π λ2=

(2.69)

F_my=teganganlelehuntuk perhitungankolomkomposit,MPa

m my m c E F r Kl π

λ = (2.70)

s c c s r yr y my A A f c A A F c F F ' 2 1 ₊ +

= (2.71)

s c c s m A A E c E

E = + 3 (2.72)

K = factor efektif panjang kolom

l= panjang unsure struktur, mm

(35)

Em= modulus elastisitas untuk perhitungan kolom komposit, MPa

F tegangan leleh profil baja, MPa

F tegangan leleh minimum batang tulangan longitudinal, MPa

A_r=luas penampang tulangan longitudinal, mm2 A_s = luas penampang profil baja, mm2

A_c = luas penampang beton, mm2

' c

f = kuat tekan karakteristik beton, MPa E_s = modulus elastisitas baja,29000 MPa

E_c = modulus elastisitas beton, MPa

3 2 1,c ,c

c = koefisien yang besarnya diperlihatkan di bawah ini

a. Untuk pipa baja yang diisi beton: c1=1,0, c2 = 0,85, dan c3 = 0,4

b. Untuk profil baja yang diberi selubung beton: c1 = 0,7, c2 = 0,6, dan c3 = 0,2.

2.4.3.4 Kapasitas Momen Tanpa Kuat Tekan Axial

Kekuatan nominal lentur Mn dari kolom komposit ditentukan dari analisa kekuatan lentur pada tegangan ultimate dan dihitung berdasarkan formula :

(

)

w y

c y w yr r r y

n A F

h f F A h F A c h ZF M _⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − + − + = 1 ' 2 2 7 . 1 2 2 3

1 _(2.73)

Dimana

M kapasitas nominal momen lentur

A luas badan dari profil baja ditambah semua semua bars

longitudinal di tengah bada. Z = modulus plastis dari baja

h1 = lebar beton pada arah tegaklurus bidang lentur (arah tegaklurus

sb.x)

h2 = tebal beton pada arah bidang lentur

(36)

2.4.3.5Kombinasi Kuat Tekan Axial dan Momen Lentur

Untuk kolom komposit simetris, kombinasi dari tekanan axial dan lentur dihitung dengan menggunakan diagram interaksi P-M

Hasil dari kombinasi tersebut kemudian diplotkan ke dalam kurva seperti ditunjukkan di bawah ini :

Pn-Mn

0 2000

0 300

Mn (kNm)

)

Gambar 2.7 Diagram interaksi P-M

2.4.3.6Biaxial Bending

Biaxial bending dihitung dengan menggunakan diagram interaksi Pn-Mn dalam lentur uniaksial masing-masing terhadap sumbu x dan sumbu y, sehingga akan didapatkan diagram interaksi lainnya yaitu diagram interaksi Pn-e masing-masing terhadap sumbu x dan y, kemudian tentukan Px dan Py ntuk lentur uniaksial.

Kemudian dengan menggunakan persamaan Bresler :

o y x i

n P P P P

1 1 1 1 1

− + =

(37)

Pn-e

0 2000

0 300

e (mm)

)

Gambar 2.8 Diagram interaksi Pn-e

2.4.3.7 Pembesaran Momen

Pembesaran momen δ yang dinyatakan seperti :

c u

u u

P P

M M

φ δ

− − =

0 . 1

4 . 0 6 . 0

2 1

(2.75)

Dengan :

1 u

M momen terkecil yang diperlukan

2 u

M momen terbesar yang diperlukan

P faktor beban axial pada kolom

P indek elastis tekuk Euler untuk kolom =

_{( )}

Kl EI

π (2.76)

φ factor kapasitas reduksi = 0.7

(38)

2.4.4. Perencanaan Tangga

Struktur tangga digunakan untuk melayani aksebilitas antar lantai pada gedung yang mempunyai tingkat lebih dan satu. Tangga merupakan komponen yang hams ada pada bangunan berlantai banyak walaupun sudah ada peralatan transportasi vertikal lainnya, karena tangga tidak memerlukan tenaga mesin.

Gambar 2.9 Model struktur tangga

Adapun parameter yang perlu diperhalikan pada perencanaan struktur tangga adalah sebagai berikut:

• Tinggi antar lantai

• Tinggi Antrede

• Jumlah anak tangga

• Kemiringan tangga

• Tebal pelat beton

• Tinggi Optrede

• Lebar bordes

• Lebar anak tangga

(39)

• Tebal pelat tangga

Gambar 2.10 Pendimensian struktur tangga

Perhitungan gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur tangga seluruhnya dilakukan dengan menggunakan cara cross. Untuk perhitungan penulangan pelat tangga dapat mengikuti prosedur yang sama dengan penulangan pelat lantai setelah didapat gaya - gaya dalam.

2.4.5 Perencanaan Lift

Lift merupakan alat transportasi manusia dalam gedung dan satu tingkat ke tingkat lain. Perencanaan lift disesuaikan dengan pemikiran jumlah lantai dan perkiraan jumlah pengguna lift. Dalam perencanaan lift, metode perhitungan yang dilakukan merupakan analisis terhadap konstruksi ruang tempat lift dan balok penggantung katrol lift.

Ruang landasan diberi kelonggaran supaya pada saat lift mencapai lantai paling bawah, lift tidak menumbuk dasar landasan, disamping berfungsi pula menahan lift apabila terjadi kecelakaan, misalnya tali putus.

2.5. Perencanaan Struktur Bawah (Sub Structure)

Berdarsarkan data tanah hasil penyelidikan, beban-beban yang bekerja dan kondisi sekitar proyek, telah dipilih penggunaan pondasi tiang

30.256 0

h’ h

(40)

Pemilihan sistem pondasi ini didasarkan atas pertimbangan: 1. Beban yang bekerja cukup besar.

2. Pondasi tiang pancang dibuat dengan sistem sentrifugal, menyebabkan beton lebih rapat sehingga dapat menghindari bahaya korosi akibat rembesan air.

3. Pondasi yang digunakan cukup banyak, sehingga penggunaan tiang pancang prategang merupakan pilihan terbaik.

2.5.1 Penentuan Parameter Tanah

Kondisi tanah selalu mempunyai peranan penting pada suatu lokasi pekerjaan konstruksi. Tanah adalah landasan pendukung suatu bangunan. Untuk dapat mengetahui susunan lapisan tanah yang ada, serta sifat - sifatnya secara mendetail, untuk perencanaan suatu bangunan yang akan dibangun maka dilakukan penyelidikan dan penelitian. Pekerjaan penyelidikan dan penelitian tanah ini merupakan penyelidikan yang dilakukan di laboratorium dan lapangan.

Maksud dan penyelidikan dan penelitian tanah adalah melakukan investigasi pondasi rencana bangunan untuk dapat mempelajari susunan lapisan tanah yang ada, serta sifat-sifatnya yang berkaitan dengan jenis bangunan yang akan dibangun di atasnya.

2.5.2. Analisis Daya Dukung Tanah

Analisis Daya dukung mempelajari kemampuan tanah dalam mendukung beban pondasi struktur yang terletak di atasnya. Daya dukung tanah ( Bearing Capacity ) adalah kemampuan tanah untuk mendukung beban baik dan segi struktur pondasi maupun bangunan di atasnya tanpa terjadi keruntuhan geser. Daya dukung batas ( ultimate bearing capacity ) adalah daya dukung terbesar dan tanah dan biasanya diberi simbol q ult. Daya dukung mi merupakan kemampuan tanah mendukung beban, dan diasumsikan tanah mulai terjadi keruntuhan. Besamya daya dukung yang diijinkan sama dengan daya dukung batas dibagi angka keamanan, rumusnya adalah:

(41)

FK ult all

q = (2.77)

Perancangan pondasi harus dipertimbangkan terhadap keruntuhan geser dan penurunan yang berlebihan. Untuk terjaminnya stabilitas jangka panjang, perhatian harus diberikan pada perletakan dasar pondasi. Pondasi harus diletakkan pada kedalaman yang cukup untuk menanggulangi resiko adanya erosi permukaan, gerusan, kembang susut tanah dan gangguan tanah di sekitar pondasi.

2.5.3. Perencanaan Pondasi Tiang Pancang

A. Perhitungan Daya Dukung Vertikal Tiang Pancang

Analisis-analisis kapasitas daya dukung dilakukan dengan cara pendekatan untuk memudahkan perhitungan. Persamaan-persamaan yang dibuat dikaitkan dengan sifat - sifat tanah dan bentuk bidang geser yang terjadi saat keruntuhan.

1. Berdasarkan kekuatan bahan

Menurut Peraturan Beton Indonesia (PBI), tegangan tekan beton yang diijinkan yaitu:

pancang tiang penampang Luas A penumbukan terhadap tiang tekan Tegangan σ diijinkan yang tiang pikul Kekuatan P : dimana ) 79 . 2 ...( ... ... ... ... ... ... ... A * σ P kg/cm 82.5 250 0.33 σ (2.78) ... ... ... beton... tik karakteris kekuatan c f' : c f' 0.33 σ tiang b tiang tiang b tiang 2 b b = = = = = × = = × =

2. Berdasarkan hasil sondir

Tes Sondir atau Cone Penetration Test ( CPT ) pada dasarnya adalah untuk memperoleh tahanan ujung ( q ) dan tahanan selimut ( c ) sepanjang tiang. Tes sondir mi biasanya dilakukan pada tanah - tanah kohesif dan tidak dianjurkan pada tanah berkerikil dan lempung keras. Berdasarkan

(42)

faktor pendukungnya, daya dukung tiang pancang dapat digolongkan sebagai berikut:

• End Bearing Pile

Tiang pancang yang dihitung berdasarkan tahanan ujung dan memindahkan beban yang diterima ke lapisan tanah keras di bawahnya.

Persamaan yang digunakan untuk menentukan daya dukung tanah terhadap tiang adalah

3 *p A

Q_tiang = tiang (2.80) Kemampuan tiang terdap kekuatan bahan:

P tiang = Bahan x A tiang (2.81)

dengan:

Qtiang = Daya dukung keseimbangan tiang ( kN ) Atiang = Luas permukaan tiang ( m )

P = Nilai conus hasil sondir ( kN/m ) 3 = Faktor keamanan

P tiang = Kekuatan yang diijinkan pada tiang pancang (kg ) Bahan = Tegangan tekan ijin bahan tiang ( kg/cm )

• Friction Pile

Jika pemancangan tiang sampai lapisan tanah keras sulit dilaksanakan karena letaknya sangat dalam, dapat dipergunakan tiang pancang yang daya dukungnya berdasarkan perletakan antara tiang dengan tanah (cleef).

Persamaan daya dukung yang diijinkan terhadap tiang adalah:

*JHP

Qtiang = (2.82)

Dimana :

Qtiang = Daya dukung keseimbangan tiang ( kN) O = Keliling tiang pancang ( m)

JHP = Total friction ( kN/m ) 5 = Faktor Keamanan

(43)

• End Bearing And Friction Pile

Jika perhitungan tiang pancang didasarkan terhadap tahanan ujung dan hambatan pelekat, persamaan daya dukung yang diijinkan adalah:

5 * 3

*p O C

Qtiang = tiang + (2.83)

dengan :

Qtiang = Daya dukung keseimbangan tiang ( kN) O = Keliling tiang pancang ( m)

JHP = Total friction ( kN/m) 3. Berdasarkan Pelaksanaan

Dengan rumus pancang A. Hilley: P =

) (

5 ,

0 x c₁ c₂ c₃ s xWxHx _b h + + + η η (2.84) Dimana :

P = kapasitas beban pada tiang

W = berat hammer dalam kg ( = 3250 kg = 3,25 ton ) H = timggi jatuh hammer dalam cm ( 2m = 200 cm ) S = penurunan perpukulan dalam cm ( = 1,4 cm)

c₁ = tekanan elastis sementara pada tiang dan penutup = 0,3 c₂ = simpangan tiang akibat tekanan elastis sementara = 0,4 c₃ = tekanan elastis sementara pada tanah = 0,9

η = efisiensi hammer = 65 % untuk double acting hammer = 100 % untuk drop hammer

η =

p W p e W +

+ 2.

jika W > e.p (2.85)

η =

p W p e W +

+ 2.

-2 . ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + − p W p e W

jika W < e.p (2.86) e = koefisien restitusi ( 0 s/d 0,5 )

(44)

B. Daya Dukung Ijin Tiang Group ( Pall Group)

Dalam pelaksanaan jarang dijumpai pondasi yang hanya terdiri dan satu tiang saja, tetapi terdiri dan kelompok tiang. Teori membuktikan dalam daya dukung kelompok tiang geser tidak sama dengan daya dukung tiang secara individu dikalikan jumlah tiang dalam kelompok, melainkan akan lebih kecil karena adanya faktor efisiensi.

(

) (

)

.88) ...(2 ... ... ... tunggal) tiang dukung (daya P Eff P tiang antar jarak : s tiang diameter : d derajat dalam (d/s), tan arc : tiang jumlah : n baris jumlah : m : dimana ) 87 . 2 ..( ... ... ... ... ... ... n * m n 1n m m 1 n 90 1 Eff tiang 1 all group

all = ×

⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ − + − − = ϕ ϕ

C. Pmax Yang Terjadi Pada Tiang Akibat Pembebanan

vertikal beban jumlah : ΣPv pancang tiang 1 diterima yang max beban : P : Dimana ) 89 . 2 ...( ... ... ... ... Σx n Xmax * My Σy n Ymax * Mx n ΣPv P max 2 x 2 Y

max = ± ±

tiang kelompok berat pusat ke tiang terjauh) (jarak max ordinat : Y tiang kelompok berat pusat ke tiang terjauh) (jarak max absis : X Y arah momen : My X arah momen : Mx pancang tiang banyaknya : n max max eff max 2 2 Y X P an dibandingk 2000, SAP output hasil dari dapat di P tiang ordinat) (ordinat X arah jarak kuadrat jumlah : Σx tiang absis) (absis Y arah jarak kuadrat jumlah : Σy y arah baris satu dalam tiang banyak : N x arah baris satu dalam tiang banyak : N − −

(45)

D. Kontrol Settlement

Dalam kelompok tiang pancang (pile group) ujung atas tiang-tiang tersebut dihubungkan satu dengan yang lainnya dengan poer (pile cap

)yang kaku untuk mempersatukan pile-pile menjadi satu-kesatuan yang kokoh. Dengan poer ini diharapkan bila kelompok tiang pancang tersebut dibebani secara merata akan terjadi penurunan yang merata pula.

Penurunan kelompok tiang pancang yang dipancang sampai lapisan tanah keras akan kecil sehingga tidak mempengaruhi bangunan di atasnya. Kecuali bila dibawah lapisan keras tersebut terdapat lapisan lempung, maka penurunan kelompok tiang pancang tersebut perlu diperhitungkan.

Pada perhitungan penurunan kelompok tiang pancang dengan tahanan ujung diperhitungkan merata pada bidang yang melalui ujung bawah tiang. Kemudian tegangan ini disebarkan merata ke lapisan tanah sebelah bawah dengan sudut penyebaran 300

Mekanisme penurunan pada pondasi tiang pancang dapat ditulus dalam persamaan :

Sr = Si + Sc (2.90)

Dimana : Sr = Penurunan total pondasi tiang Si = Penurunan seketika pondasi tiang Sc = Penurunan konsolidasi pondasi tiang 1. Penurunan seketika (immediate settlement)

Rumus yang digunakan :

Si = Ip

Eu B

qn..2 .1−µ.2. (2.91)

Dimana : qn = besarnya tekanan netto pondasi B = Lebar ekivalen dari pondasi rakit

µ = angka poison, tergantung dari jenis tanah

Ip = Faktor pengaruh, tergantung dari bentuk dan kekakuan pondasi

Eu = sifat elastis tanah, tergantung dari jenis tanah 2. Penurunan Konsolidasi

(46)

Sc =

po p po eo

Cc +∆

+ log

1 .

(2.92) Cc = compression index

eo = void ratio

po = tegangan efektif pada kedalaman yang ditinjau

∆P = penambahan tegangan setelah ada bangunan H = tinggi lapisan yang mengalami konsolidasi

E. Kontrol Gaya Horisontal

1. Kontrol Daya Dukung Horisontal Akibat Tekanan Tanah

Perhitungan menurut Foundation of Structure oleh Dun Hanma, tiang akan terjepit sempurna pada kedalaman ( Ld ) = ¼ s/d 1/3 Lp. Dimana : Ld = kedalaman titik jepitan dari muka tanah

Lp = panjang tiamg yamg masuk tanah B = lebar poer

Maka La = Lp - Ld

2. Perhitungan Diagram Tekanan Tanah

c= 0,22 kg/cm ² ? = 25 ° ? = 1,6859 t/m ³

c= 0,22 kg/cm ² ? = 21 ° ? = 1,7125 t/m ³

c= 0,22 kg/cm ² Ø = 27 ° ? = 1,6956 t/m ³

Gambar 2.11 Diagram Tekanan Tanah Pasif a. Tekanan Tanah Pasif

BB’ =

Kp

.

γ

.0,5 B

CC’ = Kp1 . γ1. 1 B DD’ = Kp1 . γ1. 1,5 B

(47)

EE’ = Kp1 . γ1. ( 2B + 0,5.5 D ) FF’ = Kp1 . γ1. ( 2,5B + 0,5.5 D ) GG’ = Kp2 . γ2. ( 3B + 0,5.5 D ) HH’ = Kp2 . γ2. ( 3,5B + 0,5.5 D ) I I’ = Kp2 . γ2. ( 4B + 0,5.5 D )

b. Gaya Lateral yang terjadi pada tiang pancang P1 = ½ .AB.BB’

P2 = ½. BC.( BB’+CC’) P3 = ½.CD.( CC’+DD’ ) P4 = ½.DE.( DD’+EE’ ) P5 = ½.EF.( EE’+FF’ ) P6 = ½.FG.( FF’+GG’ ) P7 = ½.GH.( GG’+HH’ ) P8 = ½.HI.HH’

Ptot = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P + P7 + P8

3. Gaya Lateral yang diijinkan Ditinjau dari titik L, maka

Ptot. Lz = P1.L1 + P2.L2 + P3.L3 + P4.L4 + P5.L5 + P6.L6 + P7.L7 + P8.L8 → didaptkan Lz

Gaya horizontal yang diijinkan ( Hall)

∑ M₁ = 0 → Hult.Lh – Ptot.Lz = 0 → didaptkan Hult

Tiang akan mampu menahan beban horizontal jika H yang terjadi lebih kecil dari Hult, sehingga tidak diperlukan tiang pancang miring.

(48)

F. Penulangan Tiang Pancang

• Akibat Pengangkatan Kondisi I

Gambar 2.12Pengangkatan Tiang Pancang dengan 2 Titik

(

)

q*a ...(2.94) 2

1 2a l q * 8 1 M

) 93 . 2 ....( ... ... ... ... ... ... ... ... a * q 2 1 M

2 2

2 1

⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝

⎛ ₋ ₋

= =

(

)

⎟

⎠ ⎞ ⎜

⎝

⎛ ₋ ₋

= 2 2

a * q 2 1 2a l q * 8 1 a * q. 2 1

0 L 4aL

4a2+ − 2 = (2.95)

Kondisi II

(49)

a q

M * *

2 1

1 = (2.96)

(

)

₍

₎

₍

₎

_⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − = ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − − − − = a L 2 L * a * 2q qL a L 2aL L 2 1 a L q 2 1 R 2 2 2

1 (2.97)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

...(2.100) 2 2 * 2 1 2 2 * 2 1 2 2 2 max 2 2 0 ) 99 . 2 ...( ... ... ... ... ... ... ... 0 max ) 98 . 2 ...( ... ... ... ... ... ... * * 2 1 * 2 2 2 2 2 1 1 2 1 a L aL L q a L aL L q a L aL L R M M a L aL L q R x qx R dx dMx M x q x R Mx − − = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − − ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − = = − = = = − = → − =

(

)

(

)

.101) ...(2 ... ... ... ... ... ... 0... L 4aL 2a a L 2 2aL L q * 2 1 qa * 2 1 M M 2 2 2 2 2 1 = + − − − = =

2.5.4. Dasar Perhitungan Dan Pedoman Perencanaan

Dalam perencanaan pembangunan gedung Hotel ini, pedoman peraturan serta buku acuan yang digunakan antara lain :

1. Tata Cara Perhitungan Beton Untuk Bangunan Gedung (SKSNI T-15-1991-03)

2. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung (SNI 03 – 1729 – 2002 )

3. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan Gedung (SNI-1726-1998)

4. Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung (PPIG) 1983 5. Peraturan - peraturan lain yang relevan.

(1)

B. Daya Dukung Ijin Tiang Group ( Pall Group)

(

) (

)

all = ×

⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ − + − − = ϕ ϕ

C. Pmax Yang Terjadi Pada Tiang Akibat Pembebanan

vertikal beban jumlah : ΣPv pancang tiang 1 diterima yang max beban : P : Dimana ) 89 . 2 ...( ... ... ... ... Σx n Xmax * My Σy n Ymax * Mx n ΣPv P max 2 x 2 Y

max = ± ±

(2)

D. Kontrol Settlement

Dalam kelompok tiang pancang (pile group) ujung atas tiang-tiang

tersebut dihubungkan satu dengan yang lainnya dengan poer (pile cap

Mekanisme penurunan pada pondasi tiang pancang dapat ditulus dalam persamaan :

Sr = Si + Sc (2.90)

Dimana : Sr = Penurunan total pondasi tiang Si = Penurunan seketika pondasi tiang Sc = Penurunan konsolidasi pondasi tiang 1. Penurunan seketika (immediate settlement)

Rumus yang digunakan :

Si = Ip

Eu B

qn..2 .1−µ.2. (2.91)

Dimana : qn = besarnya tekanan netto pondasi B = Lebar ekivalen dari pondasi rakit

µ = angka poison, tergantung dari jenis tanah

Ip = Faktor pengaruh, tergantung dari bentuk dan kekakuan pondasi

Eu = sifat elastis tanah, tergantung dari jenis tanah

2. Penurunan Konsolidasi

(3)

Sc =

po p po eo

Cc +∆

+ log

1 .

(2.92) Cc = compression index

eo = void ratio

po = tegangan efektif pada kedalaman yang ditinjau

∆P = penambahan tegangan setelah ada bangunan H = tinggi lapisan yang mengalami konsolidasi

E. Kontrol Gaya Horisontal

1. Kontrol Daya Dukung Horisontal Akibat Tekanan Tanah

Perhitungan menurut Foundation of Structure oleh Dun Hanma, tiang akan terjepit sempurna pada kedalaman ( Ld ) = ¼ s/d 1/3 Lp. Dimana : Ld = kedalaman titik jepitan dari muka tanah

Lp = panjang tiamg yamg masuk tanah B = lebar poer

Maka La = Lp - Ld

2. Perhitungan Diagram Tekanan Tanah

c= 0,22 kg/cm ² ? = 25 ° ? = 1,6859 t/m ³

c= 0,22 kg/cm ² ? = 21 ° ? = 1,7125 t/m ³

c= 0,22 kg/cm ² Ø = 27 ° ? = 1,6956 t/m ³

Gambar 2.11 Diagram Tekanan Tanah Pasif a. Tekanan Tanah Pasif

BB’ =

Kp

.

γ

.0,5 B

CC’ = Kp1 . γ1. 1 B

(4)

EE’ = Kp1 . γ1. ( 2B + 0,5.5 D )

FF’ = Kp1 . γ1. ( 2,5B + 0,5.5 D )

GG’ = Kp2 . γ2. ( 3B + 0,5.5 D )

HH’ = Kp2 . γ2. ( 3,5B + 0,5.5 D )

I I’ = Kp2 . γ2. ( 4B + 0,5.5 D )

b. Gaya Lateral yang terjadi pada tiang pancang

P1 = ½ .AB.BB’

P2 = ½. BC.( BB’+CC’)

P3 = ½.CD.( CC’+DD’ )

P4 = ½.DE.( DD’+EE’ )

P5 = ½.EF.( EE’+FF’ )

P6 = ½.FG.( FF’+GG’ )

P7 = ½.GH.( GG’+HH’ )

P8 = ½.HI.HH’

Ptot = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P + P7 + P8

3. Gaya Lateral yang diijinkan

Ditinjau dari titik L, maka

Ptot. Lz = P1.L1 + P2.L2 + P3.L3 + P4.L4 + P5.L5 + P6.L6 + P7.L7 +

P8.L8 → didaptkan Lz

Gaya horizontal yang diijinkan ( Hall)

∑ M₁ = 0 → Hult.Lh – Ptot.Lz = 0 → didaptkan Hult

Tiang akan mampu menahan beban horizontal jika H yang terjadi lebih kecil dari Hult, sehingga tidak diperlukan tiang pancang miring.

(5)

F. Penulangan Tiang Pancang

• Akibat Pengangkatan

Kondisi I

Gambar 2.12Pengangkatan Tiang Pancang dengan 2 Titik

(

)

q*a ...(2.94) 2

1 2a l q * 8 1 M

) 93 . 2 ....( ... ... ... ... ... ... ... ... a * q 2 1 M

2 2

2 1

⎟ ⎠ ⎞ ⎜

⎝

⎛ ₋ ₋

= =

(

)

⎟

⎠ ⎞ ⎜

⎝

⎛ ₋ ₋

= 2 2

a * q 2 1 2a l q * 8 1 a * q. 2 1

0 L 4aL

4a2+ − 2 = (2.95)

Kondisi II

(6)

a q

M * *

2 1

1 = (2.96)

(

)

₍

₎

₍

₎

_⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − = ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − − − − = a L 2 L * a * 2q qL a L 2aL L 2 1 a L q 2 1 R 2 2 2

1 (2.97)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

.101) ...(2 ... ... ... ... ... ... 0... L 4aL 2a a L 2 2aL L q * 2 1 qa * 2 1 M M 2 2 2 2 2 1 = + − − − = =

2.5.4. Dasar Perhitungan Dan Pedoman Perencanaan

Dalam perencanaan pembangunan gedung Hotel ini, pedoman peraturan serta buku acuan yang digunakan antara lain :

1. Tata Cara Perhitungan Beton Untuk Bangunan Gedung (SKSNI

T-15-1991-03)

2. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung (SNI

03 – 1729 – 2002 )

3. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan

Gedung (SNI-1726-1998)

4. Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung (PPIG) 1983

PERENCANAAN STRUKTUR KOMPOSIT PADA GEDUNG PERKANTORAN 5 LANTAI DI SEMARANG - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

( )

( )

∑

∑

∑

(

)

[

]

(

)

(

)

( )

(

) (

)

BB’ =

Kp

.

γ

.0,5 B

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

) (

)

BB’ =

Kp

.

γ

.0,5 B

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

Parts

_{( )}

₍

₎

₍

₎

₍

₎

₍

₎